JP5153623B2 - Method for producing polishing composition - Google Patents

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Description

本発明は、基板を研磨する研磨組成物、特に基板の金属部分を研磨するための研磨組成物の製造方法に関する。また本発明は、製造した研磨組成物による基板の研磨方法及び基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a polishing composition for polishing a substrate, and more particularly to a method for producing a polishing composition for polishing a metal portion of a substrate. The present invention also relates to a substrate polishing method and a substrate manufacturing method using the manufactured polishing composition.

IC(Integrated circuit:集積回路)やLSI(Large Scale Integration:大規模集積回路)における技術の進歩により、それらの動作速度や集積規模が向上し、例えばマイクロプロセッサの高性能化やメモリチップの大容量化が急速に達成されている。これら高性能化には微細加工技術が大きく寄与をしている。この微細加工技術のひとつとして平坦化技術である、化学機械研磨法がある。この化学機械研磨法は、多層配線工程における、層間絶縁膜、金属プラグ、配線金属の平坦化に使用されている。
このうち配線金属は、近年、配線遅延の問題などから銅または銅合金を使用する試みがなされている。銅または銅合金を用いた配線の製造方法としては、図1に示したように、層間絶縁膜11にあらかじめ溝を形成しておき、必要があればタンタル、窒化タンタルなどのバリヤ膜12を薄く形成し、そして銅または銅合金の層13を堆積させるダマシン法がある。このとき、銅または銅合金は層間絶縁膜上部に余分に堆積しているので、平坦化を行いながら余分な銅または銅合金を除去していく研磨を行うことによって配線13’を形成する。
また、磁気記録媒体としては、磁気記憶装置(MRAM)が注目を浴びている。MRAMでは、素子アレイのうち特定のビットに情報を記録するために、アレイを縦横に横切るビット書き込み線とワード書き込み線とを設け、その交差領域に位置する素子のみを使用して選択書き込みを行う方法(例えば特開平10−116490号公報参照)が知られている。ここでは金属配線が形成されるが、金属配線は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅または銅合金から成る導体層と、これを囲むようにニッケル−鉄(パーマロイ)などの強磁性層とからなる。必要があれば、タンタル、窒化タンタルなどのバリヤ膜を強磁性層を挟むように薄く形成する。この金属配線はダマシン法で形成されるが、余分な導体層、強磁性層およびバリヤ膜は、研磨を行いながら平坦化し除去される。
このような配線などの形成時には配線抵抗の増大や配線ショートの問題などから、研磨対象の金属部分が削れたディッシング14(図1)やエロージョンと言ったものは極力小さくするのが一般的である。
一方、図2に示すように、バリヤ膜12の形成前に形成されたキャップ層や反射防止膜15を残したままにする場合がある。その場合、反射防止膜などの膜厚が厚いため、ディッシングが小さい場合にはバリヤ研磨で反射防止膜が削れ終わったときには、配線銅13’が盛り上がった状態になり配線ショートなどの原因になる。そのため、配線金属研磨の時に、ある程度深いディッシングを形成させ、バリヤ研磨の時に配線が盛り上がらない工夫を行う。このような反射防止膜などの厚さは、数10nm程度あり、バリヤ膜とあわせると20〜100nm程度になる。この厚さは、最初の層のローカルでは薄く、グローバルでは厚くなってくる。
このような場合、配線によってディッシングを変えられる研磨方法があれば非常に有利である。
また、同一研磨を多数バッチで行う際、研磨組成物以外の要因(例えば、研磨パッドの劣化など)で研磨バッチを経るごとにディッシング量が変化することがある。この変化量を打ち消すように、研磨バッチごとにディッシング量の調整された研磨組成物を用いることができれば、研磨バッチによらず一定のディッシングを得ることができる。
しかしながら、金属研磨組成物においては、ディッシングの大きな組成物やディッシングの小さな組成物はあるが、ディッシングをコントロールされた研磨組成物を簡便に得る方法は見出されていなかった。
Advances in technology in ICs (Integrated Circuits) and LSIs (Large Scale Integrations) have improved their operating speed and integration scale. For example, higher performance of microprocessors and larger capacity of memory chips Has been achieved rapidly. Microfabrication technology greatly contributes to these high performances. One of the fine processing techniques is a chemical mechanical polishing method which is a flattening technique. This chemical mechanical polishing method is used for planarization of interlayer insulating films, metal plugs, and wiring metals in a multilayer wiring process.
Of these, in recent years, an attempt has been made to use copper or a copper alloy as a wiring metal because of a problem of wiring delay. As shown in FIG. 1, as a method of manufacturing a wiring using copper or a copper alloy, a groove is formed in the interlayer insulating film 11 in advance, and if necessary, a barrier film 12 such as tantalum or tantalum nitride is thinned. There is a damascene method of forming and depositing a layer 13 of copper or copper alloy. At this time, since copper or copper alloy is excessively deposited on the upper part of the interlayer insulating film, the wiring 13 ′ is formed by polishing to remove the excess copper or copper alloy while performing planarization.
As a magnetic recording medium, a magnetic storage device (MRAM) has attracted attention. In the MRAM, in order to record information in a specific bit in the element array, a bit write line and a word write line that cross the array vertically and horizontally are provided, and selective writing is performed using only elements located in the intersection region. A method (for example, see JP-A-10-116490) is known. Here, a metal wiring is formed. The metal wiring is composed of a conductor layer made of aluminum or an aluminum alloy, copper or a copper alloy, and a ferromagnetic layer such as nickel-iron (permalloy) so as to surround the conductor layer. If necessary, a barrier film such as tantalum or tantalum nitride is formed thin so as to sandwich the ferromagnetic layer. This metal wiring is formed by the damascene method, but the extra conductor layer, ferromagnetic layer and barrier film are planarized and removed while polishing.
When such wiring is formed, the dishing 14 (FIG. 1) in which the metal portion to be polished is scraped or erosion is generally made as small as possible due to problems such as an increase in wiring resistance and a wiring short circuit. .
On the other hand, as shown in FIG. 2, the cap layer and the antireflection film 15 formed before the formation of the barrier film 12 may be left. In such a case, since the film thickness of the antireflection film or the like is large, when the dishing is small, when the antireflection film is completely removed by barrier polishing, the wiring copper 13 'is raised, causing a wiring short circuit. For this reason, a certain degree of deep dishing is formed at the time of wiring metal polishing, and measures are taken so that the wiring does not rise during barrier polishing. The thickness of such an antireflection film is about several tens of nanometers, and when combined with the barrier film, it is about 20 to 100 nm. This thickness is thin locally in the first layer and thicker globally.
In such a case, it is very advantageous if there is a polishing method in which dishing can be changed by wiring.
Further, when performing the same polishing in many batches, the dishing amount may change every time the polishing batch is passed due to factors other than the polishing composition (for example, deterioration of the polishing pad). If a polishing composition in which the dishing amount is adjusted for each polishing batch can be used so as to cancel out this change, a constant dishing can be obtained regardless of the polishing batch.
However, among metal polishing compositions, there are compositions with large dishing and compositions with small dishing, but no method has been found for easily obtaining a polishing composition with controlled dishing.

本発明は、ディッシングをコントロールすることができる研磨組成物を製造する方法、およびこの研磨組成物で基板を平坦化する基板の研磨方法とこの方法で平坦化する工程を含む基板の製造方法を提供することを目的としたものである。ここで言う「ディッシングをコントロールする」とは、ディッシング量のみが調整され、他の特性(例えば、研磨レートなど)は大きく変わらないことをいう。
本件発明者らは、上記課題の解決について鋭意検討した結果、2種類の研磨組成物(予備組成物)を混合することにより前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の〔1〕〜〔25〕に示される。
〔1〕凹部を有する基板上に凹部を覆うように埋め込まれた金属膜、または凹部を有する基板上にバリヤ金属膜を形成し、凹部を覆うように埋め込まれた金属膜を研磨するための、ディッシング量を異にする複数種の研磨組成物を製造する方法であって、当該複数種の研磨組成物を組成の異なる2種類の予備組成物(A)及び(B)を混合割合を変えて混合することにより製造し、予備組成物(A)として、(a)砥粒、(b)酸化剤、(c)アミノ酸、有機酸、無機酸からなる群より選択される1種または2種以上の酸、(d)界面活性剤を含む組成物を使用し、予備組成物(B)として、(a)砥粒、(b)酸化剤を含む組成物を使用する、異なるディッシング量を与える複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔2〕予備組成物(B)が、(c)アミノ酸、有機酸、無機酸からなる群より選択される1種または2種以上の酸、(d)界面活性剤を更に含み、予備組成物(A)及び予備組成物(B)において、少なくとも(a)、(b)、(c)、(d)の一種以上の濃度が異なる、前記〔1〕に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔3〕予備組成物(A)の砥粒(a)の濃度が予備組成物(B)のそれよりも高い、前記〔2〕に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔4〕予備組成物(A)の酸化剤(b)の濃度が予備組成物(B)のそれよりも低い、前記〔2〕又は〔3〕に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔5〕予備組成物(A)のアミノ酸、有機酸、無機酸からなる群より選択される1種または2種以上の酸(c)の濃度が予備組成物(B)のそれよりも低い、前記〔2〕〜〔4〕のいずれか一つに記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔6〕予備組成物(A)の界面活性剤(d)の濃度が予備組成物(B)のそれよりも高い、前記〔2〕〜〔5〕のいずれか一つに記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔7〕予備組成物(A)と(B)の一方又は両方に、アゾール基を分子中に3個以上有する分子量300〜15000のアゾール基含有化合物がさらに含まれている、前記〔1〕〜〔6〕のいずれか一つに記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔8〕予備組成物(A)と(B)の両方が前記アゾール基含有化合物を含み、予備組成物(A)の前記アゾール基含有化合物濃度が予備組成物(B)のそれよりも低い、前記〔7〕に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔9〕予備組成物(A)と(B)の一方又は両方が、防食剤を更に含有する、前記〔1〕〜〔8〕のいずれか一つに記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔10〕防食剤がベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、テトラゾール、キナルジン酸である、前記〔9〕に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔11〕予備組成物(A)と(B)の両方が前記防食剤を含み、予備組成物(A)の前記防食剤濃度が予備組成物(B)のそれよりも高い、前記〔9〕または〔10〕に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔12〕予備組成物(A)と(B)の一方又は両方が、アルカリを更に含有する、前記〔1〕〜〔11〕のいずれか一つに記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔13〕アルカリがアンモニア、エチレンジアミン、プロピレンジアミンからなる群より選択される1種または2種以上である、前記〔12〕に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔14〕予備組成物(A)と(B)の両方が前記アルカリを含み、予備組成物(A)の前記アルカリ濃度が予備組成物(B)のそれよりも低い、前記〔12〕または〔13〕に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔15〕製造される研磨組成物のpHが5〜11である、前記〔1〕〜〔14〕のいずれか一つに記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔16〕前記界面活性剤が炭素数8以上のアルキル芳香族スルホン酸、炭素数8以上のアルキル基を有する燐酸エステル、炭素数8以上のアルキル基を有する脂肪酸からなる群より選択される1種または2種以上である、前記〔1〕〜〔15〕のいずれか一つに記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。
〔17〕研磨時の研磨組成物に対する前記砥粒(a)の濃度が0.01〜30質量%である、前記〔1〕〜〔16〕のいずれか一つに記載の複数の研磨組成物を製造する方法。
〔18〕研磨時の研磨組成物に対する前記酸化剤(b)の濃度が0.01〜30質量%である、前記〔1〕〜〔16〕のいずれか一つに記載の複数の研磨組成物を製造する方法。
〔19〕研磨時の研磨組成物に対する前記酸(c)の濃度が0.01〜10質量%である、前記〔1〕〜〔16〕のいずれか一つに記載の複数の研磨組成物を製造する方法。
〔20〕研磨時の研磨組成物に対する前記界面活性剤(d)の濃度が5質量%以下である、前記〔1〕〜〔16〕のいずれか一つに記載の複数の研磨組成物を製造する方法。
〔21〕前記〔1〕〜〔20〕のいずれか一つに記載の方法で研磨組成物を製造し、前記研磨組成物で基板を研磨することにより、基板のディッシング量を調整して平坦化を行う基板の研磨方法。
〔22〕研磨組成物の温度が30℃〜50℃である、前記〔21〕に記載の研磨方法。
〔23〕前記金属膜が、銅または銅含有合金である、前記〔21〕または〔22〕に記載の研磨方法。
〔24〕前記バリヤ金属膜がタンタルまたはタンタル合金である、前記〔21〕〜〔23〕のいずれか一つに記載の研磨方法。
〔25〕前記〔21〕〜〔24〕のいずれか一つに記載の研磨方法で基板を研磨する工程を含む、1〜300nmの範囲のディッシング量を有する基板の製造方法。
本発明によれば、2種類の予備組成物の組み合わせによる研磨でディッシングをコントロールすることができるため、一つのICチップの製造プロセスに複数の平坦化工程が含まれる場合に専用の金属研磨組成物を複数用いる必要なしに基板を製造することが可能になる。
さらに、種類の異なるICチップを必要とするときにも、それらに対し同じ2種類の予備組成物を使用することができ、金属研磨組成物、研磨パッドおよび研磨機を変更する必要がなく基板を製造することが容易になる。
The present invention provides a method for producing a polishing composition capable of controlling dishing, a substrate polishing method for planarizing a substrate with the polishing composition, and a method for producing a substrate including the step of planarizing by this method. It is intended to do. Here, “controlling dishing” means that only the dishing amount is adjusted, and other characteristics (for example, polishing rate, etc.) do not change significantly.
As a result of intensive studies on solving the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by mixing two kinds of polishing compositions (preliminary compositions), and have completed the present invention.
That is, the present invention is shown in the following [1] to [25].
[1] A metal film embedded on a substrate having a recess so as to cover the recess, or a barrier metal film formed on the substrate having a recess and polishing the metal film embedded so as to cover the recess, A method for producing a plurality of types of polishing compositions having different dishing amounts, wherein the plurality of types of polishing compositions are mixed with two types of preliminary compositions (A) and (B) having different compositions. 1 or 2 or more types selected from the group consisting of (a) abrasive grains, (b) oxidizing agents, (c) amino acids, organic acids, and inorganic acids. A composition containing an acid of (d), a surfactant, and using a composition containing (a) abrasive grains and (b) an oxidizer as a preliminary composition (B), giving different dishing amounts A method for producing a seed polishing composition.
[2] The preliminary composition (B) further comprises (c) one or more acids selected from the group consisting of amino acids, organic acids, and inorganic acids, and (d) a surfactant. In (A) and the preliminary composition (B), at least one type of the polishing composition according to [1], wherein at least one concentration of (a), (b), (c), and (d) is different. How to manufacture.
[3] The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to the above [2], wherein the concentration of the abrasive grains (a) of the preliminary composition (A) is higher than that of the preliminary composition (B).
[4] The polishing composition according to [2] or [3], wherein the concentration of the oxidizing agent (b) in the preliminary composition (A) is lower than that in the preliminary composition (B). Method.
[5] The concentration of one or more acids (c) selected from the group consisting of amino acids, organic acids, and inorganic acids in the preliminary composition (A) is lower than that in the preliminary composition (B). The method to manufacture the multiple types of polishing composition as described in any one of said [2]-[4].
[6] The plurality of types of [2] to [5], wherein the concentration of the surfactant (d) in the preliminary composition (A) is higher than that in the preliminary composition (B). A method for producing a polishing composition.
[7] One or both of the preliminary compositions (A) and (B) further include an azole group-containing compound having a molecular weight of 300 to 15000 having three or more azole groups in the molecule, [6] A method for producing a plurality of types of polishing compositions according to any one of [6].
[8] Both preliminary compositions (A) and (B) contain the azole group-containing compound, and the concentration of the azole group-containing compound in the preliminary composition (A) is lower than that of the preliminary composition (B). A method for producing a plurality of types of polishing compositions according to the above [7].
[9] Producing a plurality of types of polishing compositions according to any one of [1] to [8], wherein one or both of the preliminary compositions (A) and (B) further contains an anticorrosive agent. how to.
[10] The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to [9], wherein the anticorrosive is benzotriazole, tolyltriazole, hydroxybenzotriazole, carboxybenzotriazole, benzimidazole, tetrazole, or quinaldic acid.
[11] Both the preliminary compositions (A) and (B) contain the anticorrosive agent, and the anticorrosive concentration of the preliminary composition (A) is higher than that of the preliminary composition (B) [9] Or the method of manufacturing the multiple types of polishing composition as described in [10].
[12] A plurality of kinds of polishing compositions according to any one of [1] to [11], wherein one or both of the preliminary compositions (A) and (B) further contain an alkali. Method.
[13] The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to [12], wherein the alkali is one or more selected from the group consisting of ammonia, ethylenediamine, and propylenediamine.
[14] Both the preliminary compositions (A) and (B) contain the alkali, and the alkali concentration of the preliminary composition (A) is lower than that of the preliminary composition (B). 13] The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to [13].
[15] The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to any one of [1] to [14], wherein the pH of the produced polishing composition is 5 to 11.
[16] One type wherein the surfactant is selected from the group consisting of an alkyl aromatic sulfonic acid having 8 or more carbon atoms, a phosphoric acid ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms, and a fatty acid having an alkyl group having 8 or more carbon atoms Or the method of manufacturing the multiple types of polishing composition as described in any one of said [1]-[15] which is 2 or more types.
[17] The plurality of polishing compositions according to any one of [1] to [16], wherein the concentration of the abrasive grains (a) with respect to the polishing composition during polishing is 0.01 to 30% by mass. How to manufacture.
[18] The plurality of polishing compositions according to any one of [1] to [16], wherein the concentration of the oxidizing agent (b) with respect to the polishing composition during polishing is 0.01 to 30% by mass. How to manufacture.
[19] The plurality of polishing compositions according to any one of [1] to [16], wherein the concentration of the acid (c) with respect to the polishing composition during polishing is 0.01 to 10% by mass. How to manufacture.
[20] A plurality of polishing compositions according to any one of [1] to [16], wherein the concentration of the surfactant (d) with respect to the polishing composition during polishing is 5% by mass or less. how to.
[21] A polishing composition is produced by the method according to any one of [1] to [20], and the substrate is polished with the polishing composition, whereby the dishing amount of the substrate is adjusted and planarized. A method for polishing a substrate.
[22] The polishing method according to [21], wherein the temperature of the polishing composition is 30 ° C to 50 ° C.
[23] The polishing method according to [21] or [22], wherein the metal film is copper or a copper-containing alloy.
[24] The polishing method according to any one of [21] to [23], wherein the barrier metal film is tantalum or a tantalum alloy.
[25] A method for producing a substrate having a dishing amount in the range of 1 to 300 nm, comprising a step of polishing the substrate by the polishing method according to any one of [21] to [24].
According to the present invention, since dishing can be controlled by polishing with a combination of two kinds of preliminary compositions, a dedicated metal polishing composition when a plurality of planarization steps are included in the manufacturing process of one IC chip. It becomes possible to manufacture a substrate without having to use a plurality of the substrates.
Furthermore, when different types of IC chips are required, the same two types of preliminary compositions can be used for them, and the substrate can be used without changing the metal polishing composition, the polishing pad and the polishing machine. Easy to manufacture.

図1は、銅または銅合金を用いた配線の製造方法を説明する横断面図である。
図2は、反射防止膜を残した場合の銅または銅合金を用いた配線の製造方法を説明する横断面図である。
図3は、ディッシングを説明する横断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a wiring using copper or a copper alloy.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a wiring using copper or a copper alloy when an antireflection film is left.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating dishing.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明は、凹部を有する基板上に凹部を覆うように埋め込まれた金属膜、または凹部を有する基板上にバリヤ金属膜を形成し、凹部を覆うように埋め込まれた金属膜を研磨するための、ディッシング量を異にする複数種の研磨組成物を製造する方法であって、当該複数種の研磨組成物を組成の異なる2種類の予備組成物を混合割合を変えて混合することにより製造して、当該研磨組成物が、例えば、1〜300nmの範囲の所定のディッシング量を与えるようにする、複数種の研磨組成物を製造する方法である。
2種類の予備組成物としては、(a)砥粒、(b)酸化剤、(c)アミノ酸、有機酸、無機酸からなる群より選択される1種または2種以上の酸、および(d)界面活性剤を含む予備組成物(A)と、(a)砥粒および(b)酸化剤を含む予備組成物(B)を使用することができる。
予備組成物(B)は、更に(c)アミノ酸、有機酸、無機酸からなる群より選択される1種または2種以上の酸、および(d)界面活性剤を含んでもよく、この場合、2つの予備組成物(A)と(B)において少なくとも(a)、(b)、(c)、(d)の一種以上の濃度が異なる。
予備組成物(A)と(B)は、1〜300nmの範囲の所定のディッシング量を与えるように、任意の混合割合(すなわち、混合により調製した最終の研磨組成物において、一方の予備組成物の割合が0%より多く100%未満(他方の予備混合物の割合はそれに応じて100%未満、0%超)となる混合割合)で混合することができる。
本発明により研磨組成物を製造する際には、二つの予備混合物間で同じ機能を有する成分の種類を変えることも可能である。例えば、一方の予備混合物が含有する砥粒と、他方の予備混合物が含有する砥粒を、異なるものとしてもよい。
次に、各予備組成物で用いられる成分について説明する。
<砥粒>
本発明では、砥粒として、シリカ、アルミナ、セリア、有機研磨材などの研磨材を使用することができる。これら研磨材は一種を使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。これら研磨材の目的は研磨速度を十分に上げることにあるが、研磨材の種類によってはスクラッチなどの傷を基板表面につけてしまう場合がある。研磨速度を十分に上げつつ、傷を抑える好ましい研磨材としてはシリカが挙げられる。更に好ましい研磨材は、アルコキシシランから加水分解で製造されるコロイダルシリカが主成分となったものである。これら研磨材含有量は、研磨時の研磨組成物に対して0.01〜30質量%でよく、好ましくは0.1〜20質量%、更に好ましくは0.2〜10質量%である。研磨材の含有量が多すぎると、スクラッチの原因になることがあり、少なすぎると研磨速度を十分に上げることができなくなったり、バリヤ膜上の金属膜残りが解消しない恐れがある。また、研磨材の大きさは、好ましくは粒子径が1μm以下であり、更に好ましくは0.01〜0.5μmである。研磨材の粒子径が小さすぎると研磨速度が十分に上げることができないことがあり、大きすぎるとスクラッチなどの金属表面の傷の要因になることがある。
<酸化剤>
本発明で用いられる酸化剤は、金属または金属合金などを酸化して、研磨速度向上に寄与する。酸化剤としては、酸素、オゾン、過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド、エチルベンゼンハイドロパーオキサイドなどのアルキルパーオキサイド、過酢酸、過安息香酸などの過酸、過マンガン酸カリウムなどの過マンガン酸塩、過ヨウ素酸カリウムなどの過ヨウ素酸塩、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩、次亜塩素酸カリウムなどの次亜塩素酸塩、ポリオキソ酸などが挙げられる。これらの酸化剤としては、取り扱いやすい過酸化水素、過硫酸塩が好ましい。
酸化剤の含有量は、研磨時の研磨組成物に対して0.01〜30質量%でよく、好ましくは0.05〜20質量%、更に好ましくは0.1〜10質量%である。少なすぎると研磨速度が小さくなりすぎることがあり、多すぎると無駄であるばかりか逆に研磨速度を抑制する場合もある。
<酸>
本発明で用いられる無機酸、有機酸及びアミノ酸からなる群より選択される酸は、エッチング剤として研磨を促進すると共に安定した研磨を行うために添加することが出来る。なお、本発明ではアミノ酸を有機酸に含めない。このような無機酸としては、硫酸、燐酸、ホスホン酸、硝酸を挙げることができる。また有機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2−メチル酪酸、n−ヘキサン酸、3,3−ジメチル酪酸、2−エチル酪酸、4−メチルペンタン酸、n−ヘプタン酸、2−メチルヘキサン酸、n−オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸などのカルボン酸及びそれらの塩を挙げることができる。また、アミノ酸としては、グリシン、アラニン、β−アラニン、2−アミノ酪酸、ノルバリン、バリン、ロイシン、ノルロイシン、イソロイシン、アロイソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、サルコシン、オルニチン、リシン、タウリン、セリン、トレオニン、アロトレオニン、ホモセリン、チロシン、3,5−ジヨードチロシン、β−(3,4−ジヒドロキシフェニル)アラニン、チロキシン、4−ヒドロキシプロリン、システィン、メチオニン、エチオニン、ランチオニン、シスタチオニン、シスチン、システィン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、S−(カルボキシメチル)システィン、4−アミノ酪酸、アスパラギン、グルタミン、アザセリン、アルギニン、カナバニン、シトルリン、δ−ヒドロキシリシン、クレアチン、キヌレニン、ヒスチジン、1−メチルヒスチジン、3−メチルヒスチジン、エルゴチオネイン、トリプトファンなどのアミノ酸を挙げることができる。
これらの無機酸、有機酸およびアミノ酸のような酸は、一種を使用してもよく、二種以上を使用してもよい。これらの酸の含有量は、研磨時の研磨組成物に対して0.01〜10質量%でよく、好ましくは0.02〜5質量%、更に好ましくは0.05〜2質量%である。少なすぎると高い研磨速度が得にくく、多すぎると金属または金属合金などのエッチング速度が速くなりすぎることがある。酸でもディッシング調整が可能である。しかし、酸は腐食を誘発する可能性があるので、腐食が起こらない範囲で濃度調整することが好ましい。
<界面活性剤>
本発明で用いることができる界面活性剤の一つは、炭素数8以上のアルキル芳香族スルホン酸である。このようなアルキル芳香族スルホン酸としては、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸またはこれらの混合物であるアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物が挙げられる。このような炭素数8以上のアルキル芳香族スルホン酸は、カリウムやアンモニウムなどの塩であってもよい。これらのうち、ドデシルベンゼンスルホン酸が好ましい。このような炭素数8以上のアルキル芳香族スルホン酸は、一種を含有させてもよいし、二種以上を含有させてもよい。炭素数8以上の芳香族スルホン酸の含有量は、研磨時の研磨組成物に対して5質量%以下でよく、好ましくは1質量%以下であり、更に好ましくは0.5質量%以下である。炭素数8以上のアルキル基芳香族スルホン酸は、金属膜の段差緩和性の向上に寄与すると考えられる。炭素数8以上のアルキル芳香族スルホン酸は、添加によりディッシング低減に寄与する。
界面活性剤としては、炭素数8以上のアルキル基を有するリン酸エステルを使用することもできる。リン酸エステルとしては、オクチルリン酸、デシルリン酸、ラウリルリン酸、ミリスチルリン酸、セチルリン酸、ステアリルリン酸、2級アルキル(平均炭素数13)リン酸、2−エチルヘキシルリン酸、オレイルリン酸などのアルキルリン酸エステル、モノステアリルグリセリルエーテルリン酸、モノセチルグリセリルエーテルリン酸、モノオレイルグリセリルエーテルリン酸、イソステアリルグリセリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンオクチルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンデシルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンミリスチルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンセチルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレン2級アルキル(平均炭素数13)エーテルリン酸、ポリオキシエチレン2−エチルヘキシルエーテルリン酸、ポリオキシエチレン2オレイルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルリン酸などのポリオキシアルキレンエーテルアルキルリン酸エステルが挙げられる。このようなリン酸エステルは、カリウムやアンモニウムなどの塩であってもよく、1級、2級、3級エステルまたはこれらの混合物であってもかまわない。好ましくはオクチルリン酸、ラウリルリン酸、ステアリルリン酸などの炭素数8〜18のアルキルリン酸やポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレン2級アルキル(平均炭素数13)エーテルリン酸のようなポリオキシアルキレンエーテルリン酸エステルである。更に好ましくは、炭素数10〜15のポリオキシアルキレンエーテルリン酸エステルである。
本発明で使用される炭素数8以上のアルキル基を有するリン酸エステルは、一種を含有させてもよいし、二種以上を含有させてもよい。これらの化合物の研磨時の研磨組成物に対する含有量は、5質量%以下でよく、好ましくは1質量%以下であり、更に好ましくは0.5質量%以下である。このようなリン酸エステルまたはポリオキシアルキレンエーテルリン酸エステルはディッシング抑制を発揮するが、少量ではディッシング抑制の効果が少なく、多量に添加する場合にはディッシングは低減できるが高い研磨速度が要求されるところには実用性能上適用しがたい。
界面活性剤としては、炭素数8以上の脂肪酸を更に使用することもできる。この炭素数8以上の脂肪酸は、単独若しくはアゾール基を分子中に3個以上有する分子量300〜15000のアゾール基含有化合物などとの組合せで、研磨中の金属膜の表面あれを抑制する。このような炭素数8以上の脂肪酸としては、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸などの飽和脂肪酸、エイコサペンタエン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などの不飽和脂肪酸が挙げられる。これらは、カリウムやアンモニウムなどの塩でもよく、一種を含有させてもよいし、二種以上を含有させてもよい。これらのうち、好ましくは、オレイン酸である。オレイン酸は、単独で用いてもよく、50質量%以上がオレイン酸である脂肪酸の混合物を用いることもできる。このような炭素数8以上の脂肪酸の含有量は、研磨時の濃度として5質量%以下でよく、好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0.5質量%以下である。多すぎるとバリヤ膜上の金属膜残りが生じる場合があるので、金属膜の表面あれが十分少なくなる最小量含有させるのがよい。
前記界面活性剤のほかに、その他の界面活性剤として、カチオン性、アニオン性及び非イオン性のいずれのものも使用することができる。カチオン性界面活性剤としては、脂肪族アミンまたはその塩、脂肪族アンモニウム塩などが挙げられる。また、アニオン性界面活性剤としては、アルキルエーテルカルボン酸またはその塩、高級アルコール硫酸エステル、アルキルエーテル硫酸またはその塩などの硫酸エステル化合物、などが挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのエーテル型、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテルなどのエーテルエステル型、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ソルビタンエステルなどのエステル型が挙げられる。
本発明の研磨組成物には、さらに水溶性ポリマーを添加することも出来る。水溶性ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸やそのアンモニウム塩、ポリイソプロピルアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリメトキシエチレン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドンが挙げられる。
これら水溶性ポリマー、前記その他の界面活性剤の含有量は、研磨時の研磨組成物に対してそれぞれ好ましくは5質量%以下である。さらに好ましくは1質量%以下であり、特に好ましくは0.5質量%以下である。
<アゾール基含有化合物>
本発明の研磨組成物には、2種類の予備組成物の一方又は両方に含ませることにより、アゾール基を分子中に3個以上有する分子量300〜15000のアゾール基含有化合物を添加することができる。
本発明におけるアゾール基を分子中に3個以上有する分子量300〜15000のアゾール基含有化合物は、1分子中にアゾール基を3個以上有するアゾール基含有化合物であり、種々の方法で製造できる。アゾールにはイミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、チアゾールがあり、この中にヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基などの反応性置換基を有するものがある。例えば、4−カルボキシル−1H−ベンゾトリアゾール、4−ヒドロキシベンゾトリアゾール、2−アミノイミダゾールなどが挙げられる。このうち、カルボキシル基は、多価アルコール、多価アミンと反応して、それぞれエステル、アミドを生成する。このとき、多価アルコール、多価アミンとして3価以上の化合物を用いることによって、3個以上のアゾールを有する化合物を製造することができる。同様にヒドロキシル基、アミノ基を有するアゾールからそれらと反応する部位を有する化合物と反応することにより、3個以上のアゾール基を有する化合物を製造することもできる。
また、ビニル基を有するアゾールを重合することによって、本発明で用いるアゾール基含有化合物を製造することもできる。ビニル基を有するアゾールとしては、1−ビニルイミダゾール、2−[3−(2H−ベンゾトリアゾール−1−イル)−4−ヒドロキシフェニル]エチルメタクリレートなどが挙げられる。
これらのアゾール基含有化合物のうちビニル基を有するアゾール単位を含む重合体が好ましい。この重合体は、ビニル基を有するアゾールを重合して得られる。ビニル基を有するアゾールは単独で重合しても構わないし、その他のビニル化合物と共重合しても構わない。
具体的には、アゾール基含有化合物のアゾール基1個当たりの分子量が、90〜300、特に好ましくは90〜200になるようにして、アゾール基含有化合物を合成することができる。
ビニル基を有するアゾールと共重合できるビニル化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリルアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、酢酸ビニル、スチレンなどが挙げられる。
このようなビニル化合物の重合方法としては、水溶液、有機溶媒中でのラジカル重合が一般的である。アゾビスイソブチロニトリルなどのラジカル開始剤を用いて重合するが、ドデシルメルカプタン、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、α−メチルスチレンダイマーなどの連鎖移動剤で分子量を調整することもできる。
このような重合物の分子量としては、質量平均分子量として300〜15000のものが使用することができる。好ましくは、500〜10000のであり、更に好ましくは2000〜8000、また更に好ましくは4500〜6500である。
本発明で使用されるアゾール基含有化合物の研磨組成物中の含有量は、0.001〜1質量%でよく、好ましくは0.002〜0.5質量%、更に好ましくは0.003〜0.1質量%である。アゾール基含有化合物でもディッシング調整が可能である。
本発明の研磨組成物は、有機溶剤組成物、有機溶剤/水混合組成物、水性組成物いずれでも使用することができるが、コスト、使い勝手などを考慮すると、研磨組成物は水溶液であることが望ましい。その為、本発明で用いるアゾール基含有化合物も水溶性であることが望ましい。本発明の研磨組成物の製造のためには、濃度の濃い二つの予備組成物を調製し、混合及び希釈して研磨に用いる研磨組成物を調製することができる。従って、本発明で用いるアゾール基含有化合物の水への溶解度は、0.01質量%以上が好ましく、更に好ましくは0.03質量%以上である。
本発明に用いられるアゾール基は銅などの金属と相互作用することが知られており、これが段差緩和性、ディッシングを小さくしたものと考えられる。また、本発明で用いるアゾール基含有化合物は、タンタルなどのバリヤ膜の研磨レートを制御することが可能であり、これが小さいエロージョン特性を得ることに効いたものと考えられる。これに対して、同様にバリア膜の研磨レートを制御するために一般的に使用されるエタノールアミンなどの塩基性化合物は、エロージョンを小さくするが、段差緩和性、ディッシングは大きくする。本発明は、アゾール基を3個以上有する分子量300〜15000のアゾール基含有化合物を用いたことにより、複雑な作用を起こし、段差緩和性、ディッシング、エロージョンのそれぞれを小さくする相反する機能を一度に持ちえたものと考えている。尚、分子量が15000を超えるアゾール基を3個以上有するアゾール基含有化合物は、配線金属の研磨において配線以外、例えばバリヤ膜上に、金属残りを起こしやすくバリヤ膜研磨スラリーの用途が制限されることがある。
<他の成分>
本発明の研磨組成物には、防食剤(保護膜形成剤)を更に含有させることができる。防食剤を使用する場合、予備組成物(A)と(B)の一方または両方にそれを含ませることができる。防食剤として使用可能な成分としては、ベンズイミダゾール−2−チオール、2−[2−(ベンゾチアゾリル)]チオプロピオン酸、2−[2−(ベンゾチアゾリル)チオブチル酸、2−メルカプトベンゾチアゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、1−ジヒドロキシプロピルベンゾトリアゾール、2,3−ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾール、4−ヒドロキシベンゾトリアゾール、4−カルボキシル−1H−ベンゾトリアゾール、4−メトキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、4−ブトキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、4−オクチルオキシカルボニル−1H−ベンゾトリアゾール、5−ヘキシルベンゾトリアゾール、N−(1,2,3−ベンゾトリアゾリル−1−メチル)−N−(1,2,4−トリアゾリル−1−メチル)−2−エチルヘキシルアミン、トリルトリアゾール、ナフトトリアゾール、ビス[(1−ベンゾトリアゾリル)メチル]ホスホン酸、ベンズイミダゾール、テトラゾールなどのアゾールまたはその塩が好ましい。更に好ましくは、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、テトラゾール、キナルジン酸である。防食剤の含有量は、研磨時の研磨組成物に対して、5質量%以下でよく、好ましくは2質量%以下であり、更に好ましくは0.5質量%以下である。このような防食剤を含有させることは、金属膜表面のあれ防止に有効である。
本発明では、研磨組成物に性能、物性に悪影響を及ぼさない範囲で、アルカリを添加することが出来る。アルカリは、予備組成物(A)と(B)の一方または両方に含ませることができる。アルカリは、安定した研磨性能を維持する目的やpH調整剤、緩衝剤として使用される。このようなアルカリとしては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、アミルアミン、アリルアミン、2−エチルヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、フルフリルアミンなどのアルキルモノアミン、O−アミノフェノール、エタノールアミン、3−アミノ−1−プロパノール、2−アミノ−1−プロパノールなどのヒドロキシル基を有するモノアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、O−フェニレンジアミン、トリメチレンジアミン、2,2−ジアミノジn−プロピルアミン、2−メチル−2−(2−ベンジルチオエチル)エチレンジアミン、1,5−ジアミノ−3−ペンタノール、1,3−ジアミノ−2−プロパノール、キシレンジアミン、ビスアミノプロピルポリアルキレンエーテルなどのジアミン、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミンなどのポリアミンが挙げられる。これらアルカリのうち、好ましくは、アンモニア、水酸化カリウム、エチレンジアミン、プロピレンジアミンである。アルカリの添加は、研磨組成物に対して10質量%以下でよく、好ましくは5質量%以下であり、更に好ましくは1質量%以下である。このようなアルカリはディッシングに影響を与えないものもあるが、一般的にはディッシングを増加することができる添加剤である。
<研磨組成物の使用>
本発明で用いられる研磨組成物は、pH2〜12までの間で使用することが好ましい。より好ましくはpH3〜11、更に好ましくはpH5〜10である。このようにpHを調整する試薬としては、前記無機酸、前記有機酸、前記アルカリを用いることが出来る。
本発明で用いられる研磨組成物は、好ましくは0〜100℃の範囲で用いることができる。一般的には使用する室温近辺が好ましいが、研磨速度を調整するなどの目的などで研磨組成物の温度を調節することも可能である。温度が低すぎると研磨速度が上がらず、0℃以下であると氷ってしまうこともある。また、温度が高いと副反応が起こったりすることも考えられる。好ましくは、10〜50℃、更に好ましくは15℃〜40℃である。
本発明で用いられる研磨組成物の研磨機への滴下量は、研磨機、ウェハの大きさによって決定される。8インチウェハ(200mmウェハ)を用いた時には、10〜1000ml/分で使用することができる。好ましくは、50〜500ml/分、更に好ましくは100〜400ml/分である。
本発明の研磨組成物が好ましく通用される被研磨対象物として金属が挙げられ、好ましい金属の具体例としては、アルミニウム、銅、鉄、タングステン、ニッケル、タンタル、ルテニウムや白金などの白金族金属またはこれら金属の合金が挙げられる。特に好ましくは多層配線部の配線部分あるいは配線部分を覆うようになる金属膜であり、凹部を有する基板上に凹部を覆うように埋めこまれる。更に好ましくは、多層配線部の配線部分になる銅または銅合金、鉄または鉄合金に使用することが出来る。なおこの配線金属膜は基板との間にバリヤ膜が形成されることがあり、その場合には金属膜と共にバリヤ膜も研磨されることができる。このようなバリヤ膜材料としては、タンタル、タンタル合金、窒化タンタル、チタン、チタン合金などが好ましく用いられる。また、バリヤ膜と層間絶縁膜の間にキャップ材や反射防止膜が入る場合がある。これの膜厚は数10〜100nm程度ある。
本発明の研磨組成物を用いた研磨方法としては、研磨定盤の研磨布上に本発明の研磨組成物を供給しながら、例えば被研磨金属膜を有する基板を研磨布に押し当てた状態で研磨定盤と基板を相対的に動かすことによって被研磨金属膜を研磨する方法が挙げられる。研磨する装置としては、半導体基板を保持するホルダーと研磨布を貼り付けた定盤を有する一般的な研磨装置が使用できる。研磨定盤の回転速度は、研磨機の構造、大きさによって全く異なるのでここで規定することは難しいが、10〜500m/分で研磨が行われる。好ましくは、20〜300m/分、更に好ましくは30〜150m/分である。研磨定盤が回転することにより基板研磨の均一性を維持するために、基板を回転する必要がある。基板は、研磨定盤とほぼ同じ回転数にするが、均一性を得るために若干、回転数を少なくしたり多くしたりすることがある。また、基板はホルダーを通して研磨布に圧力をかけて押し付けるが、このときの圧力は、0.1〜100KPaで行うことができる。研磨定盤の回転速度が速いと圧力が低い傾向があったりするので、規定することは難しいが、好ましくは、0.5〜80KPa、更に好ましくは1〜50KPaである。
研磨布としては、一般的な不織布、発泡ポリウレタンなどが使用できる。研磨布には、研磨速度を上げたり、スラリーの排出を良くしたりする目的でグルーブをつけているものが多い。XYグルーブ、Kグルーブなどがあるが、本発明の研磨組成物はいずれのグルーブも用いることができる。また、研磨布は目詰まりを防止し、安定した研磨を行うために、ダイヤモンドなどが付いたドレッサーでドレスするが、一般的に知られている方法を使用することができる。
研磨定盤の研磨布上に本発明の研磨組成物を供給する方法としては、ポンプなどで連続的に供給する。このとき、研磨組成物は全ての成分を含んだ1液で供給されてもよく、更には、各予備組成物を別ラインで供給することもできる。別ラインで2液以上を供給する場合には、研磨布直前に1液にして供給することも出来るし、別ラインでそのまま研磨布上に供給し、研磨しながら混合することも可能である。
本発明で使用する各予備組成物は、液の安定性等の取り扱いの利便性を考慮して、複数に分けておよび/または濃厚な組成物として輸送や保存をしてもよい。例えば、酸化剤とその他の溶液の2種の原液に分けることができ、あるいは酸化剤以外の成分の原液を砥粒を主体とするものとそれ以外のものに分けて、合計で3種の原液とすることができる。このように分けた原液を組み合せることにより、それらの原液を混合し、必要なら希釈して予備組成物、さらには研磨に用いる研磨組成物となるキットを構成してもよい。また、予備組成物は、前記したより濃厚(例えば、2〜5倍)な組成物とし、研磨組成物の製造時に水等で希釈して研磨に適した濃度にしてもかまわない。
本発明の方法で製造した研磨組成物を使用することにより、金属膜が平坦化された基板を製造することができる。この工程を素子上に配線を形成する方法として更に説明する。まず、基板上の層間絶縁膜に配線を形成する溝および開口部を開け、絶縁膜上に薄くバリヤ膜を形成する。更に、前記溝および開口部を埋め込むようにメッキなどの方法により銅などの金属配線用の金属膜を形成する。この金属膜を研磨し、必要があればバリヤ膜および層間絶縁膜をさらに研磨平坦化することにより、金属膜が平坦化された基板を製造することが出来る。
本発明の方法で製造した研磨組成物を使用することにより、MRAMにおける配線を形成する方法について説明する。金属配線は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、あるいは銅または銅合金から成る導体層とこれを囲むようにニッケル−鉄(パーマロイ)などの強磁性層からなる。必要があれば、タンタル、窒化タンタルなどのバリヤ膜を強磁性層を挟むように薄く形成する。この金属配線はダマシン法で形成されるが、余分な導体層、強磁性層およびバリヤ膜は、研磨を行いながら平坦化し除去される。
ここでいう層間絶縁膜とは、酸化ケイ素膜、ヒドロキシシルセスキオキサン(HSQ)、メチルシルセスキオキサン(MSQ)などのケイ素を多量に含む無機系の層間絶縁膜や、ベンゾシクロブテンからなる膜のような有機系層間絶縁膜であり、また、これらに空孔を持たせた低誘電率層間絶縁膜も用いることが出来る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The present invention provides a metal film embedded on a substrate having a recess so as to cover the recess, or a barrier metal film formed on the substrate having a recess and polishing the metal film embedded so as to cover the recess. A method for producing a plurality of types of polishing compositions having different dishing amounts, wherein the plurality of types of polishing compositions are produced by mixing two kinds of preliminary compositions having different compositions at different mixing ratios. Thus, for example, the polishing composition is a method for producing a plurality of types of polishing compositions so as to give a predetermined dishing amount in the range of 1 to 300 nm.
The two types of preliminary compositions include (a) abrasive grains, (b) oxidizing agents, (c) one or more acids selected from the group consisting of amino acids, organic acids and inorganic acids, and (d It is possible to use a pre-composition (A) containing a surfactant) and a pre-composition (B) containing (a) abrasive grains and (b) an oxidizing agent.
The preliminary composition (B) may further comprise (c) one or more acids selected from the group consisting of amino acids, organic acids, inorganic acids, and (d) a surfactant, The two preliminary compositions (A) and (B) differ in at least one or more concentrations of (a), (b), (c), and (d).
The preliminary compositions (A) and (B) may be mixed at any mixing ratio (that is, one preliminary composition in the final polishing composition prepared by mixing so as to give a predetermined dishing amount in the range of 1 to 300 nm. Can be mixed at a ratio of more than 0% and less than 100% (the ratio of the other premix is less than 100% and more than 0% accordingly).
When producing the polishing composition according to the present invention, it is also possible to change the types of components having the same function between the two pre-mixtures. For example, the abrasive grains contained in one preliminary mixture may be different from the abrasive grains contained in the other preliminary mixture.
Next, the components used in each preliminary composition will be described.
<Abrasive>
In the present invention, abrasives such as silica, alumina, ceria, and organic abrasives can be used as the abrasive grains. These abrasives may be used alone or in combination of two or more. The purpose of these abrasives is to increase the polishing rate sufficiently, but scratches such as scratches may be made on the substrate surface depending on the type of abrasive. A preferable abrasive that suppresses scratches while sufficiently increasing the polishing rate is silica. Further preferred abrasives are those based on colloidal silica produced by hydrolysis from alkoxysilane. The content of these abrasives may be 0.01 to 30% by mass, preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.2 to 10% by mass with respect to the polishing composition at the time of polishing. If the content of the abrasive is too large, scratches may be caused. If the content is too small, the polishing rate cannot be increased sufficiently, or the remaining metal film on the barrier film may not be eliminated. The size of the abrasive is preferably a particle size of 1 μm or less, more preferably 0.01 to 0.5 μm. If the particle size of the abrasive is too small, the polishing rate may not be sufficiently increased, and if it is too large, it may cause scratches on the metal surface such as scratches.
<Oxidizing agent>
The oxidizing agent used in the present invention oxidizes a metal or a metal alloy and contributes to an improvement in the polishing rate. Oxidizing agents include oxygen, ozone, hydrogen peroxide, alkyl peroxides such as t-butyl hydroperoxide and ethylbenzene hydroperoxide, peracids such as peracetic acid and perbenzoic acid, and permanganic acids such as potassium permanganate. Examples thereof include salts, periodates such as potassium periodate, persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate, hypochlorites such as potassium hypochlorite, and polyoxoacids. As these oxidizing agents, hydrogen peroxide and persulfate which are easy to handle are preferable.
The content of the oxidizing agent may be 0.01 to 30% by mass, preferably 0.05 to 20% by mass, and more preferably 0.1 to 10% by mass with respect to the polishing composition at the time of polishing. If the amount is too small, the polishing rate may become too low. If the amount is too large, the polishing rate may be wasted.
<Acid>
An acid selected from the group consisting of inorganic acids, organic acids and amino acids used in the present invention can be added as an etchant to promote polishing and to perform stable polishing. In the present invention, amino acids are not included in the organic acid. Examples of such inorganic acids include sulfuric acid, phosphoric acid, phosphonic acid, and nitric acid. Organic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4-methylpentanoic acid, n-heptanoic acid 2-methylhexanoic acid, n-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, succinic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, phthalate Mention may be made of carboxylic acids such as acids, malic acid, tartaric acid, citric acid, lactic acid and their salts. As amino acids, glycine, alanine, β-alanine, 2-aminobutyric acid, norvaline, valine, leucine, norleucine, isoleucine, alloisoleucine, phenylalanine, proline, sarcosine, ornithine, lysine, taurine, serine, threonine, allothreonine. , Homoserine, tyrosine, 3,5-diiodotyrosine, β- (3,4-dihydroxyphenyl) alanine, thyroxine, 4-hydroxyproline, cysteine, methionine, ethionine, lanthionine, cystathionine, cystine, cysteic acid, aspartic acid, Glutamic acid, S- (carboxymethyl) cystine, 4-aminobutyric acid, asparagine, glutamine, azaserine, arginine, canavanine, citrulline, δ-hydroxylysine, creatine, key Renin, histidine, 1-methylhistidine, 3-methylhistidine, ergothioneine, can be mentioned amino acids such as tryptophan.
These acids such as inorganic acids, organic acids and amino acids may be used singly or in combination of two or more. The content of these acids may be 0.01 to 10% by mass, preferably 0.02 to 5% by mass, and more preferably 0.05 to 2% by mass with respect to the polishing composition at the time of polishing. If the amount is too small, it is difficult to obtain a high polishing rate. If the amount is too large, the etching rate of a metal or metal alloy may become too fast. The dishing can be adjusted with acid. However, since acid may induce corrosion, it is preferable to adjust the concentration within a range where corrosion does not occur.
<Surfactant>
One of the surfactants that can be used in the present invention is an alkyl aromatic sulfonic acid having 8 or more carbon atoms. Such alkyl aromatic sulfonic acids include decyl benzene sulfonic acid, undecyl benzene sulfonic acid, dodecyl benzene sulfonic acid, tridecyl benzene sulfonic acid, tetradecyl benzene sulfonic acid or mixtures thereof, alkyl benzene sulfonic acid, alkyl naphthalene. Formalin condensates of sulfonic acid and alkylnaphthalenesulfonic acid can be mentioned. Such an alkyl aromatic sulfonic acid having 8 or more carbon atoms may be a salt such as potassium or ammonium. Of these, dodecylbenzenesulfonic acid is preferred. Such alkyl aromatic sulfonic acids having 8 or more carbon atoms may contain one kind or two or more kinds. The content of aromatic sulfonic acid having 8 or more carbon atoms may be 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, based on the polishing composition at the time of polishing. . It is considered that the alkyl group aromatic sulfonic acid having 8 or more carbon atoms contributes to the improvement of the level difference relaxation property of the metal film. Alkyl aromatic sulfonic acids having 8 or more carbon atoms contribute to dishing reduction by addition.
As the surfactant, a phosphate ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms can also be used. Examples of phosphate esters include octyl phosphate, decyl phosphate, lauryl phosphate, myristyl phosphate, cetyl phosphate, stearyl phosphate, secondary alkyl (average carbon number 13) phosphate, 2-ethylhexyl phosphate, oleyl phosphate, etc. Alkyl phosphate ester, monostearyl glyceryl ether phosphate, monocetyl glyceryl ether phosphate, monooleyl glyceryl ether phosphate, isostearyl glyceryl ether phosphate, polyoxyethylene octyl ether phosphate, polyoxyethylene decyl ether phosphate, poly Oxyethylene lauryl ether phosphate, polyoxyethylene myristyl ether phosphate, polyoxyethylene cetyl ether phosphate, polyoxyethylene stearyl ether phosphate, polyoxyethylene secondary alkyl ( Equalizing carbons 13) ether phosphate, polyoxyethylene 2-ethylhexyl ether phosphate, polyoxyethylene 2 oleyl ether phosphate, polyoxyalkylene ether alkyl phosphate esters such as polyoxyethylene nonylphenyl ether phosphate. Such a phosphate ester may be a salt such as potassium or ammonium, and may be a primary, secondary, tertiary ester or a mixture thereof. Preferably, alkyl phosphoric acid having 8 to 18 carbon atoms such as octyl phosphoric acid, lauryl phosphoric acid, stearyl phosphoric acid, polyoxyethylene lauryl ether phosphoric acid, polyoxyethylene secondary alkyl (average 13 carbon atoms) ether phosphoric acid, etc. A polyoxyalkylene ether phosphate. More preferably, it is a C10-15 polyoxyalkylene ether phosphate.
The phosphate ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms used in the present invention may contain one kind or two or more kinds. The content of these compounds in the polishing composition at the time of polishing may be 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. Such phosphate ester or polyoxyalkylene ether phosphate ester exhibits dishing suppression, but if it is added in a small amount, the effect of suppressing dishing is small, and when it is added in a large amount, dishing can be reduced but a high polishing rate is required. However, it is difficult to apply in practical performance.
As the surfactant, a fatty acid having 8 or more carbon atoms can be further used. This fatty acid having 8 or more carbon atoms suppresses surface roughness of the metal film during polishing, either alone or in combination with an azole group-containing compound having a molecular weight of 300 to 15000 having 3 or more azole groups in the molecule. Such fatty acids having 8 or more carbon atoms include caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and serotic acid. , Saturated fatty acids such as montanic acid and melicic acid, and unsaturated fatty acids such as eicosapentaenoic acid, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid. These may be salts such as potassium and ammonium, and may contain one kind or two or more kinds. Of these, oleic acid is preferable. Oleic acid may be used alone, or a mixture of fatty acids in which 50% by mass or more is oleic acid may be used. The content of the fatty acid having 8 or more carbon atoms may be 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less as a concentration during polishing. If the amount is too large, a metal film residue on the barrier film may be generated. Therefore, it is preferable to contain the minimum amount that sufficiently reduces the surface roughness of the metal film.
In addition to the surfactant, any other cationic, anionic and nonionic surfactants can be used. Examples of the cationic surfactant include aliphatic amines or salts thereof, and aliphatic ammonium salts. Examples of the anionic surfactant include alkyl ether carboxylic acids or salts thereof, sulfate compounds such as higher alcohol sulfates, alkyl ether sulfates or salts thereof, and the like. Examples of the nonionic surfactant include ether types such as polyoxyethylene alkyl ether, ether ester types such as glycerol ester polyoxyethylene ether, and ester types such as polyethylene glycol fatty acid ester, glycerol ester, and sorbitan ester.
A water-soluble polymer can be further added to the polishing composition of the present invention. Examples of water-soluble polymers include polyacrylic acid, polymethacrylic acid and ammonium salts thereof, polyisopropylacrylamide, polydimethylacrylamide, polymethacrylamide, polymethoxyethylene, polyvinyl alcohol, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, carboxyethylcellulose, and polyvinylpyrrolidone. It is done.
The content of the water-soluble polymer and the other surfactant is preferably 5% by mass or less with respect to the polishing composition at the time of polishing. More preferably, it is 1 mass% or less, Most preferably, it is 0.5 mass% or less.
<Azole group-containing compound>
The polishing composition of the present invention can be added with an azole group-containing compound having a molecular weight of 300 to 15000 having 3 or more azole groups in the molecule by being included in one or both of the two types of preliminary compositions. .
The azole group-containing compound having a molecular weight of 300 to 15000 having 3 or more azole groups in the molecule is an azole group-containing compound having 3 or more azole groups in one molecule, and can be produced by various methods. Azoles include imidazole, triazole, tetrazole, and thiazole, and some of them have reactive substituents such as hydroxyl group, carboxyl group, and amino group. For example, 4-carboxyl-1H-benzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 2-aminoimidazole, etc. are mentioned. Among these, a carboxyl group reacts with a polyhydric alcohol and a polyvalent amine to produce an ester and an amide, respectively. At this time, a compound having three or more azoles can be produced by using a trivalent or higher compound as the polyhydric alcohol or polyvalent amine. Similarly, a compound having three or more azole groups can be produced by reacting a azole having a hydroxyl group or an amino group with a compound having a site that reacts with them.
Moreover, the azole group containing compound used by this invention can also be manufactured by superposing | polymerizing the azole which has a vinyl group. Examples of the azole having a vinyl group include 1-vinylimidazole and 2- [3- (2H-benzotriazol-1-yl) -4-hydroxyphenyl] ethyl methacrylate.
Of these azole group-containing compounds, a polymer containing an azole unit having a vinyl group is preferred. This polymer is obtained by polymerizing an azole having a vinyl group. An azole having a vinyl group may be polymerized alone or may be copolymerized with other vinyl compounds.
Specifically, the azole group-containing compound can be synthesized such that the molecular weight per azole group of the azole group-containing compound is 90 to 300, particularly preferably 90 to 200.
Examples of vinyl compounds that can be copolymerized with azoles having vinyl groups include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, acrylamide, N-vinylacetamide, N-vinylformamide, acryloylmorpholine, N-vinylpyrrolidone, and vinyl acetate. And styrene.
As a method for polymerizing such a vinyl compound, radical polymerization in an aqueous solution or an organic solvent is generally used. Polymerize using radical initiator such as azobisisobutyronitrile, but adjust molecular weight with chain transfer agent such as dodecyl mercaptan, trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), α-methylstyrene dimer You can also.
As the molecular weight of such a polymer, those having a mass average molecular weight of 300 to 15000 can be used. Preferably, it is 500-10000, More preferably, it is 2000-8000, More preferably, it is 4500-6500.
The content of the azole group-containing compound used in the present invention in the polishing composition may be 0.001 to 1% by mass, preferably 0.002 to 0.5% by mass, and more preferably 0.003 to 0%. .1% by mass. Dishing adjustment is also possible with azole group-containing compounds.
The polishing composition of the present invention can be used in any of an organic solvent composition, an organic solvent / water mixture composition, and an aqueous composition. However, in consideration of cost, usability, etc., the polishing composition may be an aqueous solution. desirable. Therefore, it is desirable that the azole group-containing compound used in the present invention is also water-soluble. In order to produce the polishing composition of the present invention, two preliminary compositions having a high concentration can be prepared, mixed and diluted to prepare a polishing composition used for polishing. Therefore, the solubility of the azole group-containing compound used in the present invention in water is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more.
It is known that the azole group used in the present invention interacts with a metal such as copper, and this is considered to have reduced step relief and dishing. Further, the azole group-containing compound used in the present invention can control the polishing rate of a barrier film such as tantalum, which is considered to be effective for obtaining a small erosion characteristic. On the other hand, a basic compound such as ethanolamine generally used for controlling the polishing rate of the barrier film similarly reduces erosion, but increases step relief and dishing. In the present invention, by using an azole group-containing compound having a molecular weight of 300 to 15000 having 3 or more azole groups, a complex action is caused, and the contradictory functions of reducing step relief, dishing and erosion are reduced at a time. I think it was possible. In addition, an azole group-containing compound having three or more azole groups having a molecular weight of more than 15000 is liable to cause a metal residue on a barrier film, for example, other than a wiring in polishing a wiring metal, and the use of a barrier film polishing slurry is limited. There is.
<Other ingredients>
The polishing composition of the present invention can further contain an anticorrosive agent (protective film forming agent). If an anticorrosive is used, it can be included in one or both of the preliminary compositions (A) and (B). Components that can be used as anticorrosives include benzimidazole-2-thiol, 2- [2- (benzothiazolyl)] thiopropionic acid, 2- [2- (benzothiazolyl) thiobutyric acid, 2-mercaptobenzothiazole, 1,2 , 3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1H-1,2,4-triazole, benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxypropylbenzotriazole, 2,3-dicarboxypropyl Benzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxyl-1H-benzotriazole, 4-methoxycarbonyl-1H-benzotriazole, 4-butoxycarbonyl-1H-benzotriazole, 4-octyloxycarbonyl-1H-benzotriazo , 5-hexylbenzotriazole, N- (1,2,3-benzotriazolyl-1-methyl) -N- (1,2,4-triazolyl-1-methyl) -2-ethylhexylamine, tolyltriazole An azole such as naphthotriazole, bis [(1-benzotriazolyl) methyl] phosphonic acid, benzimidazole, tetrazole or a salt thereof is preferable. More preferred are benzotriazole, tolyltriazole, hydroxybenzotriazole, carboxybenzotriazole, benzimidazole, tetrazole and quinaldic acid. The content of the anticorrosive may be 5% by mass or less, preferably 2% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less, based on the polishing composition at the time of polishing. Inclusion of such an anticorrosive agent is effective for preventing the metal film surface from getting dirty.
In the present invention, alkali can be added to the polishing composition as long as it does not adversely affect performance and physical properties. The alkali can be included in one or both of the preliminary compositions (A) and (B). Alkali is used for the purpose of maintaining stable polishing performance, a pH adjuster, and a buffer. Examples of such alkali include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, potassium bicarbonate, ammonium bicarbonate, methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, butylamine, isobutylamine, t-butylamine, amylamine, Monoamines having hydroxyl groups such as alkyl monoamines such as allylamine, 2-ethylhexylamine, cyclohexylamine, benzylamine, furfurylamine, O-aminophenol, ethanolamine, 3-amino-1-propanol, 2-amino-1-propanol , Ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, O-phenylenediamine, trimethylene Amine, 2,2-diaminodi-n-propylamine, 2-methyl-2- (2-benzylthioethyl) ethylenediamine, 1,5-diamino-3-pentanol, 1,3-diamino-2-propanol, xylenediamine And diamines such as bisaminopropyl polyalkylene ether, polyamines such as polyallylamine and polyethyleneimine. Of these alkalis, ammonia, potassium hydroxide, ethylenediamine, and propylenediamine are preferable. The addition of alkali may be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less with respect to the polishing composition. Such alkalis do not affect dishing, but are generally additives that can increase dishing.
<Use of polishing composition>
The polishing composition used in the present invention is preferably used between pH 2 and 12. More preferably, it is pH 3-11, More preferably, it is pH 5-10. Thus, the inorganic acid, the organic acid, and the alkali can be used as a reagent for adjusting the pH.
The polishing composition used in the present invention can be preferably used in the range of 0 to 100 ° C. Generally, the vicinity of room temperature to be used is preferable, but it is also possible to adjust the temperature of the polishing composition for the purpose of adjusting the polishing rate. If the temperature is too low, the polishing rate will not increase, and if it is 0 ° C. or lower, it may freeze. In addition, side reactions may occur when the temperature is high. Preferably, it is 10-50 degreeC, More preferably, it is 15-40 degreeC.
The dripping amount of the polishing composition used in the present invention to the polishing machine is determined by the size of the polishing machine and the wafer. When an 8-inch wafer (200 mm wafer) is used, it can be used at 10 to 1000 ml / min. Preferably, it is 50-500 ml / min, More preferably, it is 100-400 ml / min.
Examples of the object to be polished to which the polishing composition of the present invention is preferably used include metals, and specific examples of preferable metals include platinum group metals such as aluminum, copper, iron, tungsten, nickel, tantalum, ruthenium and platinum, or These metal alloys are mentioned. Particularly preferred is a metal film that covers the wiring part or the wiring part of the multilayer wiring part, and is buried on the substrate having the concave part so as to cover the concave part. More preferably, it can be used for copper or copper alloy, iron or iron alloy which becomes the wiring part of the multilayer wiring part. In this case, a barrier film may be formed between the wiring metal film and the substrate. In this case, the barrier film can be polished together with the metal film. As such a barrier film material, tantalum, tantalum alloy, tantalum nitride, titanium, titanium alloy or the like is preferably used. In some cases, a cap material or an antireflection film is interposed between the barrier film and the interlayer insulating film. The film thickness is about several tens to 100 nm.
As a polishing method using the polishing composition of the present invention, for example, a substrate having a metal film to be polished is pressed against the polishing cloth while supplying the polishing composition of the present invention onto the polishing cloth of the polishing surface plate. A method of polishing a metal film to be polished by relatively moving the polishing surface plate and the substrate can be mentioned. As a polishing apparatus, a general polishing apparatus having a holder for holding a semiconductor substrate and a surface plate on which a polishing cloth is attached can be used. Since the rotation speed of the polishing platen is completely different depending on the structure and size of the polishing machine, it is difficult to specify here, but polishing is performed at 10 to 500 m / min. Preferably, it is 20-300 m / min, More preferably, it is 30-150 m / min. In order to maintain the uniformity of substrate polishing by rotating the polishing platen, it is necessary to rotate the substrate. The substrate has the same rotational speed as the polishing surface plate, but the rotational speed may be slightly reduced or increased in order to obtain uniformity. Further, the substrate is pressed against the polishing cloth through the holder, and the pressure at this time can be 0.1 to 100 KPa. Since the pressure tends to be low when the rotation speed of the polishing platen is high, it is difficult to specify, but it is preferably 0.5 to 80 KPa, more preferably 1 to 50 KPa.
As the polishing cloth, a general nonwoven fabric, foamed polyurethane, or the like can be used. Many polishing cloths are provided with grooves for the purpose of increasing the polishing rate or improving the discharge of slurry. There are XY grooves, K grooves and the like, and any of the grooves can be used for the polishing composition of the present invention. Moreover, in order to prevent clogging and to perform stable polishing, the polishing cloth is dressed with a dresser with diamond or the like, and a generally known method can be used.
As a method for supplying the polishing composition of the present invention onto the polishing cloth of the polishing surface plate, it is continuously supplied with a pump or the like. At this time, the polishing composition may be supplied as one liquid containing all components, and further, each preliminary composition may be supplied in a separate line. When supplying two or more liquids in separate lines, they can be supplied as a single liquid immediately before the polishing cloth, or they can be supplied as they are on the polishing cloth as they are and mixed while being polished.
Each preliminary composition used in the present invention may be divided into a plurality of parts and / or transported and stored as a concentrated composition in consideration of convenience of handling such as liquid stability. For example, it can be divided into two stock solutions of an oxidizer and other solutions, or the stock solutions of components other than the oxidizer are divided into those mainly composed of abrasive grains and those other than that, for a total of 3 stock solutions It can be. By combining the undiluted solutions in this way, these undiluted solutions may be mixed and diluted if necessary to form a preliminary composition and further a kit that becomes a polishing composition used for polishing. Further, the preliminary composition may be a thicker composition (for example, 2 to 5 times) as described above, and may be diluted with water or the like at the time of production of the polishing composition so as to have a concentration suitable for polishing.
By using the polishing composition produced by the method of the present invention, a substrate having a flat metal film can be produced. This process will be further described as a method of forming wiring on the element. First, a groove and an opening for forming a wiring are opened in the interlayer insulating film on the substrate, and a thin barrier film is formed on the insulating film. Furthermore, a metal film for metal wiring such as copper is formed by a method such as plating so as to fill the groove and the opening. By polishing this metal film and, if necessary, further polishing and flattening the barrier film and the interlayer insulating film, a substrate with the metal film flattened can be manufactured.
A method for forming a wiring in the MRAM by using the polishing composition produced by the method of the present invention will be described. The metal wiring is composed of a conductor layer made of aluminum or aluminum alloy, or copper or copper alloy, and a ferromagnetic layer such as nickel-iron (permalloy) so as to surround the conductor layer. If necessary, a barrier film such as tantalum or tantalum nitride is formed thin so as to sandwich the ferromagnetic layer. This metal wiring is formed by the damascene method, but the extra conductor layer, ferromagnetic layer and barrier film are planarized and removed while polishing.
The interlayer insulating film here is made of an inorganic interlayer insulating film containing a large amount of silicon such as a silicon oxide film, hydroxysilsesquioxane (HSQ), methylsilsesquioxane (MSQ), or benzocyclobutene. An organic interlayer insulating film such as a film, and a low dielectric constant interlayer insulating film in which pores are provided can also be used.

以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定されるものではない。
〔合成例〕
以下、アゾール基を3個以上有するアゾール基含有化合物の合成例を示すが、本発明はこれら合成例になんら限定されるものではない。
温度計、攪拌装置、窒素導入管および還流冷却管を取付けた500mlのフラスコに、2−プロパノール40gを仕込み窒素雰囲気下にて攪拌しながら還流温度(約83℃)まで昇温した。これに1−ビニルイミダゾール46.31g、N−ビニルピロリドン43.69gとα−メチルスチレンダイマー1.46gを2−プロパノール28.5gに溶解した液を2−プロパノール78gに溶解した液(以下モノマー溶液とする)とジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)2.45gを2−プロパノール213.55gに溶解した液(以下開始剤溶液1とする)をそれぞれ定量ポンプで添加した。添加時間はモノマー溶液が4時間、開始剤溶液1が7時間である。開始剤溶液1を添加後1時間反応を続けた後、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.21gを2−プロパノール6.59gに溶解した液(以下開始剤溶液2とする)を添加した。反応1時間おきに同じ開始剤溶液2を添加する操作(開始剤追加添加操作)をさらに5回繰り返した後に4時間反応を続けた。室温まで冷却後、約380gの茶色透明溶液を得た。この茶色透明溶液をロータリーバキュームエバポレーターで濃縮し、水溶解を2回繰り返し溶媒を2−プロパノールから水に置換した。固形分濃度は15%であり、単離することなくそのままスラリー調製に用いた。
合成した化合物(以下、「化合物E」と記すこともある)の分子量は、ゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC)を用い、ポリエチレングリコール換算で測定した。分子量は5000であった。
<ウェハ>
ブランケットウェハ:銅膜及びタンタル膜(バリヤ膜)が均一に付いたシリコンウェハ。
パターンウェハ:溝深さが500nmで、25nmの厚さでタンタルがバリヤ膜として形成され、1000nmの銅膜が付いたシリコンウェハ(図1の上図参照)。
<8インチウェハの研磨>
基板と研磨定盤との相対速度:70m/分
研磨パッド:ロデールニッタ社製 IC1000/SUBA400
研磨組成物供給速度:200ml/分
<研磨特性評価>
段差の測定:触診式の段差測定計を用いた。
ブランケット銅、タンタル膜厚測定:シート抵抗から測定した。
パターン銅膜厚測定:評価する部位近傍のパターンのない銅膜のシート抵抗から測定した。
研磨速度の測定:研磨前後の電気抵抗値から銅膜、バリヤ膜厚を測定し、研磨時間から換算した。
パターンウエハの研磨:研磨機としてアプライドマテリアル社製Mirraを用いた場合は、標準装備の終点検出器で終点を検出し、20秒オーバーポリッシュしたところで研磨終了とした。
ディッシング評価:図3に示されるように、シリコンウェハ1に形成した100μmスペース部3”と100μmライン部2”との段差dをディッシングとして評価した。
(実施例1)
分子量5000の化合物Eをアゾール化合物として用いた。
研磨機はアプライドマテリアル社製Mirraを用いて、8インチウェハの評価を行った。基板と研磨定盤との相対速度は75m/分、研磨組成物供給速度は200ml/分、圧力は14kPaで研磨を行った。
研磨パッドはロデールニッタ社製IC1000(k−XYグルーブ)を用いた。研磨組成物を製造するのに、表1に示した組成の予備組成物を使用した。各組成の表に示した成分以外は水であり、表中の各成分量は水を含めた組成物全体の質量に対する質量%で示した。使用したアルカリのうち、アンモニアは表中のpHを与えるだけの量を使用した。ここで、APSは過硫酸アンモニウム、DBSはドデシルベンゼンスルホン酸、POEはポリオキシエチレン2級アルキルエーテルリン酸エステル、OLAはオレイン酸、BZIはベンズイミダゾール、PDAはプロピレンジアミンを示す。砥粒のシリカは粒子径120nmのコロイダルシリカを用いた。

Figure 0005153623
表1に示した組成のうちの一つを予備組成物(A)、もう一つを予備組成物(B)として、表2に示すとおりの研磨組成物1〜15を調製した。単一の予備混合物のみを使用する研磨組成物1、5、9は対照例である。研磨組成物1〜4は、砥粒、酸化剤、有機酸、界面活性剤、アゾール化合物及び防食材を含む組成1を予備組成物(A)とし、砥粒、酸化剤、有機酸、界面活性剤及びアゾール化合物を含む組成2を予備組成物(B)として、それらを混合して研磨した。ディッシングは対照例1の11nmから83nmまで変化することができた。また、この範囲では研磨レートに大きな変化はなかった。研磨組成物5〜8は、組成1の防食材量を増やした組成3を予備組成物(A)とし、組成2を予備組成物(B)として用いた。これらの研磨組成物でも、研磨組成物1〜4に比べてやや小さいディッシングであるが、対照例4の4nmから125nmまでコントロールできた。研磨組成物9〜11は、砥粒、酸化剤、有機酸、界面活性剤、アゾール化合物及び防食材を含む組成4を予備組成物(A)とし、組成4にアルカリとして更にプロピレンジアミンを添加した組成5を予備組成物(B)として用いた。ディッシングは、対照例9の14nmから71nmまで変化することができた。実施例14、15は、組成1を予備組成物(A)、組成1の酸化剤である過硫酸アンモニウムの量を増加させた組成7を予備組成物(B)として用いた。対照例1と対比して、2つの予備組成物を混合して製造した研磨組成物の全体での酸化剤の濃度を変えることによっても、ディッシングをコントロールできることが示された。実施例12、13は、組成1を予備組成物(A)、組成1の酸化剤及び砥粒以外を除いた組成6を予備組成物(B)として用いた。これは実質的に砥粒、酸化剤以外を水で希釈する方法である。対照例1と対比して、この方法でもディッシングはコントロールされる。特に、予備組成物の混合比とディッシング量とが比較的直線的な関係となる予備組成物1と2の組み合わせ、予備組成物3と2の組み合わせ、および予備組成物4と5の組み合わせは、ディッシングのコントロールがしやすく好ましい。
Figure 0005153623
(実施例2)
分子量5000の化合物Eをアゾール化合物として用いた。
研磨機はアプライドマテリアル社製Mirraを用いて、8インチウェハの評価を行った。基板と研磨定盤との相対速度は75m/分、研磨組成物供給速度は200ml/分、圧力は14kPaで研磨を行った。
研磨パッドはロデールニッタ社製IC1000(k−XYグルーブ)を用いた。研磨組成物を製造するのに、表3に示した組成の予備組成物を使用した。各組成の表に示した成分以外は水であり、表中の各成分量は水を含めた組成物全体の質量に対する質量%で示した。使用したアンモニアは、表中のpHを与えるだけの量を使用した。ここで、APSは過硫酸アンモニウム、DBSはドデシルベンゼンスルホン酸、POEはポリオキシエチレン2級アルキルエーテルリン酸エステル、OLAはオレイン酸、BZIはベンズイミダゾールを示す。砥粒のシリカは粒子径120nmのコロイダルシリカを用いた。
Figure 0005153623
表3に示した組成のうちの一つを予備組成物(A)、もう一つを予備組成物(B)として、表4に示すとおりの研磨組成物16〜25を調製した。単一の予備混合物のみを使用する研磨組成物16、20、21、25は対照例である。研磨組成物16〜20は、砥粒、酸化剤、有機酸、界面活性剤、防食材及びアゾールを三個以上有する化合物を含む組成8を予備組成物(A)として用い、予備組成物(B)としては組成8のアゾールを三個以上有する化合物を0.02質量%から0.07質量%に増加した組成9を用いた。研磨組成物21〜25は、組成8と9の防食材の添加量を増やした組成10と組成11をそれぞれ予備組成物(A)及び(B)として用いた。どちらの事例でも、ディッシングのコントロールが可能であった。
Figure 0005153623
(実施例3)
分子量5000の化合物Eをアゾール化合物として用いた。
研磨機はアプライドマテリアル社製Mirraを用いて、8インチウェハの評価を行った。基板と研磨定盤との相対速度は75m/分、研磨組成物供給速度は200ml/分、圧力は14kPaで研磨を行った。
研磨パッドはロデールニッタ社製IC1000(k−XYグルーブ)を用いた。研磨組成物を製造するのに、表5に示した組成の予備組成物を使用した。各組成の表に示した成分以外は水であり、表中の各成分量は水を含めた組成物全体の質量に対する質量%で示した。ここで、APSは過硫酸アンモニウム、DBSはドデシルベンゼンスルホン酸、POEはポリオキシエチレン2級アルキルエーテルリン酸エステル、OLAはオレイン酸、BZIはベンズイミダゾールを示す。砥粒のコロイダルシリカは粒子径120nmのものを用いた。
Figure 0005153623
表5に示した組成のうちの一つを予備組成物A、もう一つを予備組成物Bとして、表6に示すとおりの研磨組成物26〜35を調製した。単一の予備混合物のみを使用する研磨組成物26、30、31、35は対照例である。研磨組成物26〜30は、砥粒、酸化剤、有機酸、界面活性剤、防食材及びアゾールを三個以上有する化合物を含む組成12を予備組成物(A)として用い、予備組成物(B)としては組成12のアゾールを三個以上有する化合物を0.04質量%から0.08質量%に増加した組成13を用いた。研磨組成物31〜35は、組成12と13の砥粒の添加量を増やした組成14と組成15をそれぞれ予備組成物(A)及び(B)として用いた。どちらの事例でも、ディッシングのコントロールが可能であった。また、コロイダルシリカ量が多いほど、ディッシングは大きくなり、砥粒であるコロイダルシリカの量でもディッシングがコントロールできることが示された。
Figure 0005153623
(実施例4)
研磨機はアプライドマテリアル社製Mirraを用いて、8インチウェハの評価を行った。基板と研磨定盤との相対速度は75m/分、研磨組成物供給速度は150ml/分、圧力は14kPaで研磨を行った。
研磨パッドはロデールニッタ社製IC1000(k−XYグルーブ)を用いた。表7に示した組成の予備組成物を使用して、表8に示した研磨組成物を製造した。各組成の表に示した成分以外は水であり、表中の各成分量は水を含めた組成物全体の質量に対する質量%で示した。使用したアンモニアは、表中のpHを与えるだけの量を使用した。ここで、APSは過硫酸アンモニウム、DBSはドデシルベンゼンスルホン酸、OLAはオレイン酸を示す。砥粒のシリカは粒子径120nmのコロイダルシリカを用いた。
Figure 0005153623
組成16、17は、砥粒、酸化剤、酸(有機酸)、界面活性剤を含み、予備組成物(A)と予備組成物(B)は界面活性剤DBSの量が異なる。DBSの量が少なくなるほどディッシングは小さくなり、コントロールすることができる。
Figure 0005153623
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these Examples at all.
(Synthesis example)
Hereinafter, although the synthesis example of the azole group containing compound which has 3 or more of azole groups is shown, this invention is not limited to these synthesis examples at all.
A 500 ml flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube and a reflux condenser was charged with 40 g of 2-propanol and heated to the reflux temperature (about 83 ° C.) while stirring in a nitrogen atmosphere. A solution prepared by dissolving 46.31 g of 1-vinylimidazole, 43.69 g of N-vinylpyrrolidone and 1.46 g of α-methylstyrene dimer in 28.5 g of 2-propanol in 78 g of 2-propanol (hereinafter, monomer solution) And 2.45 g of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) dissolved in 213.55 g of 2-propanol (hereinafter referred to as initiator solution 1) were added with a metering pump. The addition time is 4 hours for the monomer solution and 7 hours for the initiator solution 1. The reaction was continued for 1 hour after the addition of the initiator solution 1, and then a solution obtained by dissolving 0.21 g of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) in 6.59 g of 2-propanol (hereinafter referred to as initiator solution 2). Added). The operation of adding the same initiator solution 2 every 1 hour of reaction (initiator additional addition operation) was repeated 5 more times, and then the reaction was continued for 4 hours. After cooling to room temperature, about 380 g of a brown transparent solution was obtained. This brown transparent solution was concentrated by a rotary vacuum evaporator, and water dissolution was repeated twice to replace the solvent from 2-propanol with water. The solid concentration was 15% and was used for slurry preparation without isolation.
The molecular weight of the synthesized compound (hereinafter sometimes referred to as “Compound E”) was measured in terms of polyethylene glycol using gel permeation chromatography (GPC). The molecular weight was 5000.
<Wafer>
Blanket wafer: A silicon wafer with a copper film and a tantalum film (barrier film) uniformly attached.
Pattern wafer: A silicon wafer having a groove depth of 500 nm, a thickness of 25 nm, tantalum formed as a barrier film, and a copper film of 1000 nm (see the upper diagram in FIG. 1).
<Polishing 8 inch wafers>
Relative speed between substrate and polishing surface plate: 70 m / min Polishing pad: IC1000 / SUBA400 manufactured by Rodel Nitta
Polishing composition supply rate: 200 ml / min <Polishing property evaluation>
Step measurement: A palpation type step meter was used.
Blanket copper, tantalum film thickness measurement: Measured from sheet resistance.
Pattern copper film thickness measurement: It measured from the sheet resistance of the copper film without the pattern of the site | part vicinity to evaluate.
Measurement of polishing rate: The copper film and the barrier film thickness were measured from the electrical resistance values before and after polishing, and converted from the polishing time.
Polishing of pattern wafer: When Mirra manufactured by Applied Materials was used as a polishing machine, the end point was detected with a standard end point detector, and polishing was terminated when overpolishing was performed for 20 seconds.
Evaluation of dishing: As shown in FIG. 3, the step d between the 100 μm space portion 3 ″ and the 100 μm line portion 2 ″ formed on the silicon wafer 1 was evaluated as dishing.
Example 1
Compound E having a molecular weight of 5000 was used as the azole compound.
The polishing machine evaluated the 8-inch wafer using Mirara manufactured by Applied Materials. Polishing was performed at a relative speed of 75 m / min between the substrate and the polishing surface plate, a polishing composition supply speed of 200 ml / min, and a pressure of 14 kPa.
As a polishing pad, IC1000 (k-XY groove) manufactured by Rodel Nitta was used. To prepare the polishing composition, a preliminary composition having the composition shown in Table 1 was used. The components other than those shown in the table of each composition are water, and the amount of each component in the table is shown by mass% with respect to the mass of the entire composition including water. Of the alkali used, ammonia was used in an amount sufficient to give the pH in the table. Here, APS is ammonium persulfate, DBS is dodecylbenzenesulfonic acid, POE is polyoxyethylene secondary alkyl ether phosphate ester, OLA is oleic acid, BZI is benzimidazole, and PDA is propylenediamine. Colloidal silica having a particle size of 120 nm was used as the abrasive silica.
Figure 0005153623
Polishing compositions 1 to 15 as shown in Table 2 were prepared using one of the compositions shown in Table 1 as the preliminary composition (A) and the other as the preliminary composition (B). Polishing compositions 1, 5, and 9 using only a single premix are control examples. Polishing compositions 1 to 4 use the composition 1 containing abrasive grains, an oxidizing agent, an organic acid, a surfactant, an azole compound and an anticorrosive as a preliminary composition (A), and the abrasive grains, the oxidizing agent, the organic acid, and the surface activity. The composition 2 containing the agent and the azole compound was used as a preliminary composition (B), and they were mixed and polished. The dishing could vary from 11 nm to 83 nm in Control Example 1. In this range, there was no significant change in the polishing rate. Polishing composition 5-8 used the composition 3 which increased the amount of anticorrosives of the composition 1 as the preliminary composition (A), and used the composition 2 as the preliminary composition (B). Even with these polishing compositions, the dishing was slightly smaller than that of the polishing compositions 1 to 4, but it was possible to control from 4 nm to 125 nm of the control example 4. Polishing composition 9-11 made the composition 4 containing an abrasive grain, an oxidizing agent, an organic acid, surfactant, an azole compound, and an anticorrosive material as a preliminary composition (A), and also added propylenediamine as an alkali to the composition 4. Composition 5 was used as a preliminary composition (B). The dishing could vary from 14 nm to 71 nm in Control Example 9. In Examples 14 and 15, the composition 1 was used as the preliminary composition (A), and the composition 7 in which the amount of ammonium persulfate as the oxidizing agent of the composition 1 was increased was used as the preliminary composition (B). In contrast to Control Example 1, it was shown that dishing can also be controlled by changing the concentration of oxidizer in the polishing composition produced by mixing two preliminary compositions. In Examples 12 and 13, composition 1 was used as the preliminary composition (A), and composition 6 except the oxidizing agent and abrasive grains of composition 1 was used as the preliminary composition (B). This is a method of substantially diluting other than abrasive grains and an oxidizing agent with water. In contrast to Control 1, dishing is also controlled in this way. In particular, the combination of preliminary compositions 1 and 2, the combination of preliminary compositions 3 and 2, and the combination of preliminary compositions 4 and 5 in which the mixing ratio of the preliminary composition and dishing amount are in a relatively linear relationship, It is preferable because it is easy to control dishing.
Figure 0005153623
(Example 2)
Compound E having a molecular weight of 5000 was used as the azole compound.
The polishing machine evaluated the 8-inch wafer using Mirara manufactured by Applied Materials. Polishing was performed at a relative speed of 75 m / min between the substrate and the polishing surface plate, a polishing composition supply speed of 200 ml / min, and a pressure of 14 kPa.
As a polishing pad, IC1000 (k-XY groove) manufactured by Rodel Nitta was used. To prepare the polishing composition, a preliminary composition having the composition shown in Table 3 was used. The components other than those shown in the table of each composition are water, and the amount of each component in the table is shown by mass% with respect to the mass of the entire composition including water. The amount of ammonia used was sufficient to give the pH in the table. Here, APS represents ammonium persulfate, DBS represents dodecylbenzenesulfonic acid, POE represents polyoxyethylene secondary alkyl ether phosphate ester, OLA represents oleic acid, and BZI represents benzimidazole. Colloidal silica having a particle size of 120 nm was used as the abrasive silica.
Figure 0005153623
Polishing compositions 16 to 25 as shown in Table 4 were prepared using one of the compositions shown in Table 3 as the preliminary composition (A) and the other as the preliminary composition (B). Polishing compositions 16, 20, 21, 25 using only a single premix are controls. Polishing composition 16-20 uses the composition 8 containing the compound which has three or more of an abrasive grain, an oxidizing agent, an organic acid, surfactant, anticorrosive material, and an azole as a preliminary composition (A), and uses a preliminary composition (B ) Was used as composition 9 in which the compound having three or more azoles of composition 8 was increased from 0.02 mass% to 0.07 mass%. As the polishing compositions 21 to 25, the compositions 10 and 11 in which the addition amounts of the anticorrosive materials of the compositions 8 and 9 were increased were used as the preliminary compositions (A) and (B), respectively. In both cases, dishing control was possible.
Figure 0005153623
(Example 3)
Compound E having a molecular weight of 5000 was used as the azole compound.
The polishing machine evaluated the 8-inch wafer using Mirara manufactured by Applied Materials. Polishing was performed at a relative speed of 75 m / min between the substrate and the polishing surface plate, a polishing composition supply speed of 200 ml / min, and a pressure of 14 kPa.
As a polishing pad, IC1000 (k-XY groove) manufactured by Rodel Nitta was used. To prepare the polishing composition, a preliminary composition having the composition shown in Table 5 was used. The components other than those shown in the table of each composition are water, and the amount of each component in the table is shown by mass% with respect to the mass of the entire composition including water. Here, APS represents ammonium persulfate, DBS represents dodecylbenzenesulfonic acid, POE represents polyoxyethylene secondary alkyl ether phosphate ester, OLA represents oleic acid, and BZI represents benzimidazole. The colloidal silica used for the abrasive grains had a particle diameter of 120 nm.
Figure 0005153623
Polishing compositions 26 to 35 as shown in Table 6 were prepared with one of the compositions shown in Table 5 as the preliminary composition A and the other as the preliminary composition B. Polishing compositions 26, 30, 31, 35 using only a single premix are controls. Polishing composition 26-30 uses the composition 12 containing the compound which has three or more of an abrasive grain, an oxidizing agent, organic acid, surfactant, anticorrosive, and an azole as a preliminary composition (A), and a preliminary composition (B ) Was used as composition 13 in which the compound having three or more azoles of composition 12 was increased from 0.04% by mass to 0.08% by mass. As the polishing compositions 31 to 35, the composition 14 and the composition 15 in which the addition amounts of the abrasive grains of the compositions 12 and 13 were increased were used as the preliminary compositions (A) and (B), respectively. In both cases, dishing control was possible. Moreover, it was shown that dishing became large and the dishing was controllable also by the quantity of the colloidal silica which is an abrasive grain, so that there was much colloidal silica amount.
Figure 0005153623
Example 4
The polishing machine evaluated the 8-inch wafer using Mirara manufactured by Applied Materials. Polishing was performed at a relative speed of the substrate and the polishing platen of 75 m / min, a polishing composition supply speed of 150 ml / min, and a pressure of 14 kPa.
As a polishing pad, IC1000 (k-XY groove) manufactured by Rodel Nitta was used. The polishing composition shown in Table 8 was produced using the preliminary composition having the composition shown in Table 7. The components other than those shown in the table of each composition are water, and the amount of each component in the table is shown by mass% with respect to the mass of the entire composition including water. The amount of ammonia used was sufficient to give the pH in the table. Here, APS represents ammonium persulfate, DBS represents dodecylbenzenesulfonic acid, and OLA represents oleic acid. Colloidal silica having a particle size of 120 nm was used as the abrasive silica.
Figure 0005153623
Compositions 16 and 17 include abrasive grains, an oxidizing agent, an acid (organic acid), and a surfactant, and the amount of the surfactant DBS differs between the preliminary composition (A) and the preliminary composition (B). As the amount of DBS decreases, dishing decreases and can be controlled.
Figure 0005153623

Claims (14)

凹部を有する基板上に凹部を覆うように埋め込まれた金属膜、または凹部を有する基板上にバリヤ金属膜を形成し、凹部を覆うように埋め込まれた金属膜を研磨するための、ディッシング量を異にする複数種の研磨組成物を製造する方法であって、当該複数種の研磨組成物を組成の異なる2種類の予備組成物(A)及び(B)を混合割合を変えて混合することにより製造し、予備組成物(A)として、(a)砥粒、(b)酸化剤、(c)アミノ酸、有機酸、無機酸からなる群より選択される1種または2種以上の酸、(d)界面活性剤を含む組成物を使用し、予備組成物(B)として、(a)砥粒、(b)酸化剤を含む組成物を使用するとともに、一方の予備組成物(A)が防食剤を更に含有し、製造される研磨組成物のpHが5〜11である、異なるディッシング量を与える複数種の研磨組成物を製造する方法。A dishing amount for polishing a metal film embedded on a substrate having a recess so as to cover the recess, or forming a barrier metal film on a substrate having a recess, and polishing the metal film embedded so as to cover the recess. A method for producing different types of polishing compositions, wherein the plurality of types of polishing compositions are mixed with two types of preliminary compositions (A) and (B) having different compositions at different mixing ratios. As a preliminary composition (A), one or more acids selected from the group consisting of (a) abrasive grains, (b) oxidizing agents, (c) amino acids, organic acids, and inorganic acids, (D) A composition containing a surfactant is used, and as the preliminary composition (B), (a) abrasive grains, (b) a composition containing an oxidizing agent is used , and one preliminary composition (A) Further contains an anticorrosive agent, and the pH of the produced polishing composition is 5 to 11 The method for producing plural kinds of abrasive compositions provide different amount of dishing. 予備組成物(B)が、(c)アミノ酸、有機酸、無機酸からなる群より選択される1種または2種以上の酸、(d)界面活性剤を更に含み、予備組成物(A)及び予備組成物(B)において、少なくとも(a)、(b)、(c)、(d)の一種以上の濃度が異なる、請求項1に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。  The preliminary composition (B) further comprises (c) one or more acids selected from the group consisting of amino acids, organic acids and inorganic acids, (d) a surfactant, and the preliminary composition (A) 2. The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to claim 1, wherein in the preliminary composition (B), at least one or more concentrations of (a), (b), (c), and (d) are different. 予備組成物(A)の砥粒(a)の濃度が予備組成物(B)のそれよりも高い、請求項2に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。  The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to claim 2, wherein the concentration of the abrasive grains (a) of the preliminary composition (A) is higher than that of the preliminary composition (B). 予備組成物(A)の酸化剤(b)の濃度が予備組成物(B)のそれよりも低い、請求項2に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。  The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to claim 2, wherein the concentration of the oxidizing agent (b) in the preliminary composition (A) is lower than that in the preliminary composition (B). 予備組成物(A)のアミノ酸、有機酸、無機酸からなる群より選択される1種または2種以上の酸(c)の濃度が予備組成物(B)のそれよりも低い、請求項2に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。  The concentration of one or more acids (c) selected from the group consisting of amino acids, organic acids and inorganic acids in the preliminary composition (A) is lower than that in the preliminary composition (B). A method for producing a plurality of types of polishing compositions described in 1. 予備組成物(A)の界面活性剤(d)の濃度が予備組成物(B)のそれよりも高い、請求項2に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。  The method for producing a plurality of polishing compositions according to claim 2, wherein the concentration of the surfactant (d) in the preliminary composition (A) is higher than that in the preliminary composition (B). 予備組成物(A)に、アゾール基を分子中に3個以上有する分子量300〜15000のアゾール基含有化合物がさらに含まれている、請求項1に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to claim 1, wherein the preliminary composition (A ) further comprises an azole group-containing compound having a molecular weight of 300 to 15000 having 3 or more azole groups in the molecule. . 防食剤がベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、テトラゾール、キナルジン酸である、請求項に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to claim 1 , wherein the anticorrosive is benzotriazole, tolyltriazole, hydroxybenzotriazole, carboxybenzotriazole, benzimidazole, tetrazole, or quinaldic acid. 予備組成物(A)と(B)の一方又は両方が、アルカリを更に含有する、請求項1に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。  The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to claim 1, wherein one or both of the preliminary compositions (A) and (B) further contains an alkali. 前記界面活性剤が炭素数8以上のアルキル芳香族スルホン酸、炭素数8以上のアルキル基を有する燐酸エステル、炭素数8以上のアルキル基を有する脂肪酸からなる群より選択される1種または2種以上である、請求項1に記載の複数種の研磨組成物を製造する方法。  1 type or 2 types selected from the group in which the surfactant is an alkyl aromatic sulfonic acid having 8 or more carbon atoms, a phosphate ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms, or a fatty acid having an alkyl group having 8 or more carbon atoms The method for producing a plurality of types of polishing compositions according to claim 1 as described above. 請求項1に記載の方法で研磨組成物を製造し、前記研磨組成物で基板を研磨することにより、基板のディッシング量を調整して平坦化を行う基板の研磨方法。  A method for polishing a substrate, comprising: producing a polishing composition by the method according to claim 1, and polishing the substrate with the polishing composition to adjust the dishing amount of the substrate for planarization. 前記金属膜が、銅または銅含有合金である、請求項11に記載の研磨方法。The polishing method according to claim 11 , wherein the metal film is copper or a copper-containing alloy. 前記バリヤ金属膜がタンタルまたはタンタル合金である、請求項11に記載の研磨方法。The polishing method according to claim 11 , wherein the barrier metal film is tantalum or a tantalum alloy. 請求項11に記載の研磨方法で基板を研磨する工程を含む、1〜300nmの範囲のディッシング量を有する基板の製造方法。A method for manufacturing a substrate having a dishing amount in the range of 1 to 300 nm, comprising a step of polishing the substrate by the polishing method according to claim 11 .
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